بیگ بنگ: یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که دهانه جیزرو در مریخ، تاریخچه‌ای شگفت‌انگیز و پیچیده را در خود ثبت کرده؛ تاریخی که شامل دریاچه‌های باستانی، آب‌های زیرسطحی و جریان آب‌های گرم در اعماق مریخ است.
به گزارش بیگ بنگ، وقتی مریخ‌نورد استقامت ناسا در سپتامبر ۲۰۲۳ به بخش داخلی لبه دهانه جیزرو رسید، دانشمندان انتظار داشتند با سنگ‌های رسوبی روبه‌رو شوند. این منطقه که «Margin Unit» نام دارد، در امتداد لبه یک دریاچه باستانی قرار گرفته و تصور می‌شد لایه‌هایی از ماسه در طول هزاران سال در آنجا انباشته شده باشد.
روی زمین، سنگ‌های رسوبی که از موادی مانند رس و سیلت تشکیل شده‌اند، می‌توانند شواهدی از حیات میکروبی باستانی را به‌خوبی حفظ کنند. دانشمندان به‌دنبال نشانه‌های قدرتمند کربنات بودند که مدارگردهای مریخی از بالا شناسایی کرده بودند. روی زمین، کانی‌های کربناته اغلب در دریاچه‌ها و اقیانوس‌های کم‌عمق تشکیل می‌شوند؛ محیط‌هایی که گاهی می‌توانند شرایط مناسبی برای حیات داشته باشند. اما استقامت با چیزی کاملاً متفاوت روبه‌رو شد: «سنگ‌های آذرین»
سنگ‌های آذرین می‌توانند از سرد شدن ماگما در اعماق سیاره یا در نتیجه فعالیت‌های آتشفشانی در سطح تشکیل شوند. در واقع با بررسی بلورهای موجود در این سنگ‌ها می‌توان اطلاعات جالبی در خصوص وضعیت باستانی مریخ بدست آورد.
در دهانۀ جیزرو، این سنگ‌ها مشخص کردند که تاریخچه آب در مریخ باستانی بسیار غنی‌تر و پیچیده‌تر از چیزی بوده که دانشمندان انتظار داشتند. پژوهشگران شواهدی پیدا کردند که نشان می‌دهد این سنگ‌ها دست‌کم در سه دوره جداگانه با آب در تماس بوده‌اند. هر یک از این دوره‌ها ترکیب شیمیایی و ظاهر فیزیکی سنگ‌ها را به شکلی متفاوت تغییر دادند.
سوپرکم شیمی پنهان مریخ را آشکار می‌کند
بخش زیادی از شواهد به‌دست‌آمده توسط ابزار سوپرکم جمع‌آوری شد؛ ابزاری که در قسمت بالایی دکل مریخ‌نورد استقامت نصب شده است. سوپرکم می‌تواند با بررسی نوری که از سنگ‌های مریخی بازتاب می‌شود، به دانشمندان در شناسایی کانی‌ها کمک کند.
وقتی پژوهشگران یک هدف جالب را انتخاب می‌کنند، سوپرکم می‌تواند از فاصله‌ای تا حدود ۶٫۵ متر به سمت آن لیزر شلیک کند. این لیزر برای مدت بسیار کوتاهی بخش کوچکی از سنگ را به پلاسما تبدیل می‌کند. سپس دانشمندان با بررسی طیف نوری این پلاسما می‌توانند ترکیب شیمیایی سنگ را مشخص کنند.
استقامت با استفاده از این روش تاکنون بیش از ۱۸۵ هدف سنگی را در سراسر منطقۀ Margin Unit بررسی کرده است. “کندیس بدفورد” پژوهشگر دانشگاه پردو و نویسندۀ اصلی مطالعه، می‌گوید: «می‌دانیم که این منطقه به نوعی به یک چهارراه برای سامانه‌های آبی مختلف تبدیل شده بود. یافته‌های Margin Unit اهمیت زیادی دارند، زیرا دهانه جیزرو درون یکی از بزرگ‌ترین نواحی دارای کربنات در مریخ قرار گرفته است. بنابراین چیزی که اینجا یاد می‌گیریم، فراتر از خود این دهانه اهمیت دارد.»
ماگمای باستانی در زیر سطح مریخ سرد شد
مریخ‌نورد استقامت منطقۀ Margin Unit را در مسیری با اختلاف ارتفاع حدود ۲۶۵ متر بررسی کرد. در ارتفاعات بالاتر، مریخ‌نورد با سنگ‌های درشت‌بلوری مواجه شد که حاوی کانی الیوین(Olivine) بودند. این سنگ‌ها شواهد بسیار کمی از تماس با آب در گذشته نشان می‌دادند.
“الیوین” حاوی منیزیم و آهن است. پژوهشگران نتیجه گرفتند که این بخش از Margin Unit در اثر سرد شدن یک توده ماگما در اعماق زیر سطح مریخ شکل گرفته است. ماگما به‌آرامی سرد شده و همین موضوع به دانه‌های کانی فرصت داده تا بلورهای نسبتاً بزرگی تشکیل دهند.
در نهایت، پس از آنکه “فرسایش” مواد رویی را از بین برد، این سنگ‌ها در سطح مریخ نمایان شدند. اما هرچه مریخ‌نورد به سمت پایین و به نزدیکی بستر دریاچه باستانی حرکت کرد، سنگ‌ها ظاهر متفاوتی داشتند. در این مناطق، بلورهای الیوین شکسته بودند و سیلیس در میان آن‌ها دیده می‌شد؛ نشانه‌ای که نشان می‌دهد آب، سنگ‌های اولیه را تغییر داده است.
کربنات و سیلیس برای جست‌وجوی نشانه‌های حیات باستانی در مریخ اهمیت ویژه‌ای دارند. روی زمین، واکنش میان آب و الیوین می‌تواند باعث آزاد شدن هیدروژن شود؛ گازی که برخی میکروب‌ها می‌توانند از آن به‌عنوان منبع انرژی استفاده کنند.
همچنین این واکنش‌ها می‌توانند کربنات و سیلیس تولید کنند؛ کانی‌هایی که قادرند آثار به‌جامانده از میکروارگانیسم‌ها را حفظ کنند. دانشمندان توانستند سه دوره جداگانه فعالیت آب را با دقت شناسایی کنند و نشان دهند که هر یک از این رویدادها دقیقاً چه زمانی رخ داده است.
دوره اول: آب‌های زیرسطحی سرشار از دی‌اکسیدکربن
نخستین رویداد شامل آب‌های زیرسطحی غنی از دی‌اکسیدکربن بوده است. این آب با الیوین واکنش داده و درون شکاف‌های سنگ بستر در ارتفاعات پایین‌تر، کربنات ایجاد کرده است. با گذشت زمان، فرسایش به‌تدریج سنگ‌ها و مواد نرم‌تر اطراف را از بین برد.
اما شکاف‌هایی که با کربنات پر شده بودند، سخت‌تر بودند و باقی ماندند. در نتیجه، امروزه به شکل برآمدگی‌ها و رشته‌های برجسته روی سطح مریخ دیده می‌شوند.
دوره دوم: ارتباط با دریاچه باستانی جیزرو
دومین دوره فعالیت آب ممکن است با همان دریاچه‌ای مرتبط بوده باشد که زمانی دهانه جیزرو را پر کرده بود. “النی راوانیس” دانشمند علوم سیاره‌ای در دانشگاه هاوایی و یکی از نویسندگان مطالعه، می‌گوید: «برخی از سنگ‌های Margin Unit حاوی سیلیس نیز هستند. تبدیل الیوین به کربنات می‌تواند سیلیس را باقی بگذارد و ما مقدار بیشتری از این سیلیس را در سنگ‌هایی می‌بینیم که در زیر خط آب قرار داشته‌اند.» این یافته نشان می‌دهد که آب دریاچه احتمالاً نقش مهمی در تغییر شیمیایی این سنگ‌ها داشته است.
دوره سوم: آب داغ بعدها درون سنگ‌های مریخ جریان پیدا کرد
سومین و جدیدترین دورۀ فعالیت آب، در یک نقطه از بخش شرقی Margin Unit باعث شکل‌گیری رگه‌های معدنی شده است. ضخامت این رگه‌ها حدود ۲۵ سانتی‌متر است و کانی‌هایی مانند سولفات کلسیم و فلوریت در آن‌ها دیده می‌شود.
وجود فلوریت سرنخ بسیار مهمی در اختیار دانشمندان قرار داده است. روی زمین، فلوریت معمولاً زمانی تشکیل می‌شود که آب داغ درون سنگ‌های آتشفشانی به گردش درمی‌آید. بنابراین وجود این کانی نشان می‌دهد که احتمالاً در دوره‌ای از گذشته، آب گرم زیرسطحی در این بخش از دهانه جیزرو جریان داشته است.
مریخ یک بار خیس نبوده؛ بارها تحت تأثیر آب قرار گرفته است
مجموع این مشاهدات نشان می‌دهد که این منطقه در طول تاریخ خود تحت تأثیر چندین سامانه آبی متفاوت قرار گرفته، نه اینکه فقط یک بار و در اثر یک دریاچه باستانی خیس شده باشد.
“کندیس بدفورد” می‌گوید: «اگر یک چیز را طی ۱۰ سال کار با مریخ‌نوردها یاد گرفته باشم، این است که مریخ دائماً ما را غافلگیر می‌کند. امیدوارم این پژوهش به تغییر نگاه دانشمندان نسبت به تاریخچه آب در دهانه جیزرو و سراسر مریخ کمک کند.»
«در نهایت، امیدوارم این یافته‌ها به دانشمندان علوم سیاره‌ای کمک کنند تا بتوانند آب‌وهوای متغیر و قابلیت سکونت مریخ در دوران اولیه تاریخش را بهتر بازسازی کنند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Communications Earth & Environment منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: scitechdaily.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=110079
